DE3907567A1 - Screwdriver bit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Schraubendrehereinsatz gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a screwdriver bit according to Generic term of patent claim 1.
Bei den bekannten Schraubendrehereinsätzen dieser Art (DE-OS 22 31 949) dient die tordierbare Zone als Sollbruchstelle. Der Zwischenabschnitt bricht bei einem erreichten Soll-Dreh moment. Mit diesen Schraubendrehereinsätzen sollen bei Ver wendung in Maschinenschrauber-Futtern keine zu großen Drehmo ment-Spitzen übertragbar sein. Der Einsatz ist ein Einwegar tikel zum Festziehen von Schrauben. Er ist nur begrenzt einsetzbar.In the known screwdriver bits of this type (DE-OS 22 31 949) the twistable zone serves as a predetermined breaking point. The intermediate section breaks when a target rotation is reached moment. With these screwdriver bits, Ver not too high a torque in machine screw chucks be transferable. The insert is a disposable Item for tightening screws. It is only limited applicable.
Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Schraubendrehereinsatz in herstellungs technisch einfacher Weise so auszugestalten, daß auf den Schraubendrehereinsatz wirkende Drehmomentspitzen zu keiner Verformung des Schraubendreherspitzen-Abschnittes führen, die Lebensdauer erhöht und das Arbeiten mit Maschinenschrau bern erheblich erleichtert ist.The object of the invention is based on the object a generic screwdriver bit in manufacturing technically simple way to design that on the Screwdriver bit acting torque peaks to none Lead to deformation of the screwdriver tip section, the lifespan increases and working with machine screw bern is considerably relieved.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Schrau bendrehereinsatz durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.This task is solved with a generic screw Use of the lathe by the character of the claim 1. The subclaims represent advantageous further developments represents.
Zufolge derartiger Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Schraubendrehereinsatz von erhöhtem Gebrauchswert angegeben. Werden am Schraubendrehereinsatz höhere Drehmomentspitzen wirksam, beispielsweise hervorgerufen durch schlagartig einsetzende Antriebs-Kraftspitzen oder durch unterschiedli che Beschaffenheit des die Schraube aufnehmenden Materials, so erlaubt der Zwischenabschnitt zwischen Antriebsendab schnitt und Abtriebsendabschnitt eine elastische Verdril lung/Torsion. Der Zwischenabschnitt stellt ein elastisch nachgiebiges Element mit entsprechendem Rückstellvermögen nach Überwindung der Belastungsspitze dar. Er erträgt größe re Momente, und zwar auch bei wiederholter Belastung. Er nimmt dabei Verformungsarbeit auf und speichert sie teilwei se in Form potentieller Energie und gibt diese bei Entla stung wieder zurück. Der Zwischenabschnitt wirkt als Dämp fer, so daß Drehmomentspitzen nicht direkt proportional am Schraubendreherspitzen-Abschnitt wirksam werden. Dies macht sich in einer besonders hohen Lebensdauer des Schraubendre hereinsatzes und der Schraube bemerkbar. Zusätzlich sind die Auswurfkräfte reduziert. Bevor der Schraubendreherspitzen- Abschnitt sich verformt oder seinen Einstecksitz zur Schrau be verliert, tordiert der Zwischenabschnitt. Je nach Beschaf fenheit der Schraubendreherspitze kann der Zwischenabschnitt in seiner Länge und in seinem Querschnitt so gestaltet wer den, daß stets etwaige Energiespitzen bei Belastung aufgefan gen werden. Günstig ist dabei, wenn das Verhältnis (bei normalem Stahl als Material für den DIN-genormten Einsatz) von Durchmesser zu Länge des Zwischenabschnitts im Bereich zwischen 0,5 und 0,2 liegt oder die Länge des Zwischenab schnitts 10 etwa dem 3fachen Durchmesser entspricht. Eine weitergehende Möglichkeit, das Torsions-Widerstandsmoment des Zwischenabschnittes zu variieren, besteht darin, eine Axialhöhlung im Zwischenabschnitt vorzusehen, die von dem Mehrkantabschnitt ausgeht. Die Axialhöhlung kann zur Ände rung/Anpassung des Torsions-Widerstandsmoments des Zwischen abschnitts im Durchmesser unterschiedlich groß gewählt wer den und auch unterschiedlich lang. Dies erlaubt es z.B., vom Äußeren her gleichgestaltete Schraubendrehereinsätze mit unterschiedlichen Zwischenabschnitten zu erzeugen, und zwar im Hinblick auf dessen Torsions-Widerstandsmoment. Der Zwi schenabschnitt ist vorzugsweise ein gegenüber dem Mehrkantab schnitt stufenförmig abgesetzter Rundabschnitt. Schraubendre hereinsätze zur Übertragung geringer Drehmomente erfordern einen entsprechend durchmesserkleineren Zwischenabschnitt. Diese vielen vorgenannten Variationen gestatten eine optima le Anpassung an nach der Norm bestimmungsgemäße Einschraub verhältnisse. Auch werden zufolge des Abschneidens der Ener giespitzen die Schlitze bzw. Kreuzschlitze in den Schrauben geschont, so daß sie beispielsweise auch bei Bedarf gut herausdrehbar sind.As a result of such a configuration, a generic screwdriver insert of increased utility value is specified. If higher torque peaks are effective on the screwdriver insert, for example caused by abruptly occurring drive force peaks or by different properties of the material receiving the screw, the intermediate section between the drive end section and the output end section permits elastic twisting / torsion. The intermediate section is an elastically flexible element with a corresponding resilience after the load peak has been overcome. It can withstand larger moments, even with repeated loading. It takes up deformation work and partially stores it in the form of potential energy and returns it when the load is released. The intermediate section acts as a damper so that torque peaks are not directly proportional to the screwdriver tip section. This is reflected in the particularly long service life of the screwdriver insert and the screw. In addition, the ejection forces are reduced. Before the screwdriver tip section deforms or loses its insertion seat to the screw, the intermediate section twists. Depending on the condition of the screwdriver tip, the length and cross section of the intermediate section can be designed so that any energy peaks are always absorbed under load. It is advantageous if the ratio (for normal steel as a material for DIN-standardized use) of diameter to length of the intermediate section is in the range between 0.5 and 0.2 or the length of the intermediate section 10 corresponds approximately to 3 times the diameter. A further possibility to vary the torsional moment of resistance of the intermediate section is to provide an axial cavity in the intermediate section, which starts from the polygonal section. The axial cavity can be selected for changing / adapting the torsional resistance moment of the intermediate section with different sizes and also with different lengths. This makes it possible, for example, to produce externally identical screwdriver bits with different intermediate sections, with regard to its torsional resistance moment. The inter mediate section is preferably a step-like offset round section compared to the polygon section. Screwdriver bits for the transmission of low torques require a correspondingly smaller intermediate section. These many variations mentioned above allow an optimal adaptation to screw-in conditions according to the standard. Also, due to the cutting of the energy tips, the slots or cross slots in the screws are spared, so that they can be easily removed, for example, if necessary.
Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1-3 erläutert. Es zeigt:Two exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to FIGS. 1-3. It shows:
Fig. 1 teils in Ansicht, teils im Schnitt eine Kreuz schlitzschraube mit davor angeordnetem Schrauben drehereinsatz im Maßstab 1 : 1 in DIN-Norm und dahin ter dargestellten Maschinenschrauber-Futter für den Einsatz, Fig. 1 partly in view, partly in section a cross-head screw with previously arranged screw driver bit in scale 1: 1 shown in DIN standard and then ter power tools lining for use,
Fig. 2 in stark vergrößerter Darstellung (5fach) den in das Maschinenschrauber-Futter eingesteckten Schrau bendrehereinsatz gemäß der ersten Ausführungsform und Fig. 2 in a greatly enlarged representation (5 times) the screwdriver insert inserted into the machine screwdriver chuck according to the first embodiment and
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, betref fend die zweite Aiusführungsform, wobei der Schrau bendrehereinsatz eine bis zum Zwischenabschnitt reichende Axialhöhlung besitzt. Fig. 3 is a representation corresponding to FIG. 2, relating to the second form of the Aius guide, the screwdriver insert having an axial cavity extending to the intermediate section.
Mit der Ziffer 1 ist ein Schraubendrehereinsatz in DIN-Norm (Größe 2) bezeichnet. Mit diesem kann eine in Fig. 1 veran schaulichte Kreuzschlitzschraube 2 gedreht werden. Letztere setzt sich zusammen aus einem ein Gewinde 3 aufweisenden Schraubenschaft 4 und einem Senkkopf 5, welcher den Kreuz schlitz 6 enthält. Entsprechend dem Kreuzschlitz 6 und der zugehörigen DIN-Norm ist die Schraubendreherspitze 7 gestal tet. Diese besitzt vier in gleicher Umfangsverteilung ange ordnete Mitnahmerippen 8 und bildet damit den Abtriebsendbe reich 9 (Schraubendreherspitzen-Abschnitt). An diesen schlie ßt sich ein im Querschnitt kreisförmiger Zwischenabschnitt 10 an, welcher den vorgenannten Schraubendreherspitzen-Ab schnitt 9 und den Antriebsendbereich 11 miteinander verbin det. Bezüglich desselben handelt es sich um einen Außensechs kant-Abschnitt (ebenfalls entsprechend der zugehörigen DIN- Norm), welcher über eine konische Stufe 12 in den Zwischenab schnitt 10 übergeht. Beim Ausführungsbeispiel entspricht die Länge des Mehrkantabschnittes 11 etwa derjenigen des Zwi schenabschnitts 10. Zur Herstellung des Schraubendreherein satzes wird Stahl mit federnden Eigenschaften verwendet, beispielsweise Chromnickelstahl. Hergestellt ist er im Wege der Kaltverformung.The number 1 denotes a screwdriver bit in DIN standard (size 2). A Phillips screw 2 illustrated in FIG. 1 can be rotated with this. The latter consists of a threaded screw shank 3 having a countersunk head 4 and 5, wherein the cross slot 6 contains. According to the Phillips 6 and the associated DIN standard, the screwdriver tip 7 is gestal tet. This has four arranged in the same circumferential distribution ribs 8 and thus forms the Abtriebsendbe rich 9 (screwdriver tip section). This is followed by an intermediate section 10 which is circular in cross section and which connects the aforementioned screwdriver tip section 9 and the drive end region 11 to one another. Regarding the same, it is an external hexagon section (also in accordance with the associated DIN standard), which section 10 passes over a conical step 12 in the intermediate section. In the embodiment, the length of the polygonal section 11 corresponds approximately to that of the inter mediate section 10th Steel with resilient properties is used to produce the screwdriver set, for example chromium-nickel steel. It is made by cold forming.
Letzeres erlaubt, anders als bei durch reines Abdrehen ge formten Einsätzen, die Gestalt, daß die Mitnahmerippen 8 radial weiter nach außen ragen als der Querschnitt (Mantelfläche) des Zwischenabschnitts 10. Sie fallen von einer die äußersten Scheitel 8′ verbindenden Umfangslinie wieder ab bis auf die Wurzelpunkte 8′′, die auf der Mantel fläche des Zwischenabschnitts 10 liegen. Jenseits der die Scheitel 8′ verbindenden Umfangslinie erstreckt sich da durch eine kurze Zone S, die durch die in den Kernquer schnitt des Zwischenabschnitts 10 reichenden Rinnen zwischen den Mitnahmerippen 8 zwar geschwächt, aber dennoch durch die radial ausladenden Rippenbereiche eine Stabilisierung erfah ren haben. Diese vorstehenden Scheitel 8′ bringen auch eine Anpassungsfreiheit bezüglich des Zwischenabschnitt-Durch messers bei gleichen Einsteck-Verbindungsbedingungen zur Schraube. Die kraftübertragende Eindringtiefe in die Schrau be reicht im allgemeinen nur etwa maximal über die Hälfte des Abschnitts Ab und ist auch jedenfalls für die Prüfdrehmo mente DIN-genormt. An der konischen Stufe 12 vom kreisrunden Querschnitt des Zwischenabschnitts 10 zum Mehrkantabschnitt 11 liegt der elastische Ring 16, angeordnet in einer Innen nut 15 des Maschinenfutters 13, an und zieht dadurch den Schraubendrehereinsatz 1 in das Maschinenfutter 13 hinein, bis die Strinfläche 17 am Boden des Maschinenfutters 13 anliegt. Diese Halterung kann wegen des einziehenden Moments erhebliche Toleranzen ausgleichen, was wiederum der Produkti on des Einsatzes 1 insgesamt im Wege der (nie so absolut genau durchzuführenden) Kaltverformung entgegen kommt.The latter, unlike in the case of inserts formed by simply twisting off, allows the shape that the driving ribs 8 protrude radially further outward than the cross section (lateral surface) of the intermediate section 10 . They fall from an outermost vertex 8 'connecting circumferential line down to the root points 8 '', which lie on the surface of the intermediate section 10 . Beyond the vertex 8 'connecting circumferential line extends there through a short zone S , which is weakened by the grooves in the core cross section of the intermediate section 10 between the driving ribs 8 , but nevertheless has undergone stabilization by the radially protruding rib regions. This protruding apex 8 'also bring freedom of adjustment with respect to the intermediate section diameter with the same insertion connection conditions for the screw. The force-transmitting depth of penetration into the screw generally only extends to a maximum of about half of the section Ab and is in any case DIN-standardized for the test torques. At the conical step 12 from the circular cross section of the intermediate section 10 to the polygonal section 11 , the elastic ring 16 is arranged in an inner groove 15 of the machine chuck 13 , and thereby pulls the screwdriver bit 1 into the machine chuck 13 until the striking surface 17 at the bottom of the Machine feed 13 is present. This bracket can compensate for considerable tolerances because of the pulling torque, which in turn accommodates the produc on of the insert 1 as a whole by way of the (never so absolutely precise) cold deformation.
Die Gesamt-Länge des dargestellten Schraubendrehereinsatzes 1 beträgt entsprechend der DIN-Norm 25 mm. Diejenige abzüg lich des Mehrkantabschnittes etwa 17 mm. Der Zwischenab schnitt 10 (einschließlich des Abschnitts S) und Abtriebsend abschnitt nehmen also ca. 70% der Gesamtlänge des Einsatzes 1 ein. Die Länge der Zone S beträgt dabei ca. die Hälfte der Länge des Abschnitts Ab und etwa gerade die Länge des in die Schraube eintauchbaren Abtriebsendabschnittes; die restliche Länge des Zwischenabschnitts 10 von den Wurzeln 8′′ bis zur Stufe 16 etwas mehr als das Zweifache der Länge dieses Ab triebsendabschnittes Ab bzw. etwas mehr als das Vierfache der Länge der Zone S. Die Länge des Zwischenabschnitts 10 plus Zone S beträgt also ca. 11 mm, diejenige plus Abtriebs endabschnitt 9 also 17 mm, diejenige bis zur Ebene der norma len Schraub-Einstecktiefe ca. 14 mm. Der Durchmesser des Mittelabschnitts beträgt etwa 4 mm. Das für die Torsionsstei figkeit des aus entsprechendem (üblicher Werkzeugstahl) Material bestehenden Zwischenabschnitts 10 mitverantwortli che Verhältnis von Durchmesser zu Länge ist demgemäß 0,3. Dieses Verhältnis schafft eine Torsionseigenschaft, die für die Kraftübertragung von einem Maschinenschrauber auf eine Schraube erhebliche Verbesserungen bringt dadurch, daß Bela stungsspitzen abgefedert werden. Dem Erreichen des zur pla stischen Verformung führenden Drehmomentes bzw. des Bruch drehmomentes solcher Schraubendrehereinsätze geht dadurch eine erhebliche elastische Torsion voraus, die sich als Rückstellmoment über erhebliche Drehwinkel-Energiespitzen abflachend auswirkt und nachweisbar ist über die Größe des Rückdrehwinkels bei Erreichen des Verformungs-Drehmomentes bzw. des Bruch-Drehmomentes. Dieser Rückdrehwinkel liegt bei bekannten Einsätzen bei 2 Grad; bei den erfindungsgemäß gestalteten Lösungen hingegen bei 3,5-8 Grad. Die Gebrauchs torsion bewirkt auch, daß eine Verformung der Schrauben- Eingriffsflächen der Rippen 8 unterbunden ist.The total length of the screwdriver bit 1 shown is 25 mm in accordance with the DIN standard. The deductible Lich of the polygonal section about 17 mm. The intermediate section 10 (including section S ) and output end section thus take up about 70% of the total length of the insert 1 . The length of the zone S is approximately half the length of the section Ab and approximately just the length of the output end section which can be immersed in the screw; the remaining length of the intermediate section 10 from the roots 8 '' to level 16 a little more than twice the length of this from the drive end section From or a little more than four times the length of the zone S. The length of the intermediate section 10 plus zone S is therefore approx. 11 mm, that plus output end section 9 is thus 17 mm, and that up to the level of the normal screw insertion depth is approx. 14 mm. The diameter of the central section is approximately 4 mm. The co-responsible ratio of diameter to length for the torsional stiffness of the intermediate section 10 consisting of appropriate (common tool steel) material is accordingly 0.3. This ratio creates a torsional property, which brings considerable improvements for the power transmission from a machine screwdriver to a screw in that loading peaks are cushioned. The achievement of the torque leading to the plastic deformation or the breaking torque of such screwdriver bits is preceded by a considerable elastic torsion, which has a flattening effect as a restoring torque via considerable angular energy peaks and can be demonstrated via the size of the reverse angle when the deformation torque or the breaking torque. In known applications, this reverse rotation angle is 2 degrees; in contrast, in the solutions designed according to the invention at 3.5-8 degrees. The use torsion also causes a deformation of the screw engagement surfaces of the ribs 8 is prevented.
Jedes Verhältnis Durchmesser zu Länge des Zwischenabschnitts 10, welches kleiner als 0,5 und größer als 0,2 ist, bringt diese erhebliche Verbesserung der abgefederten Belastungs spitzen. Es ergeben sich auch optimale Verhältnisse in Rela tion zur Zone S, in welcher der Schraubendrehereinsatz ab schert, wenn seine Materialbelastungsgrenze, insbesondere bei zu großer schlagartiger Torsion, überschritten wird.Any ratio of diameter to length of the intermediate section 10 , which is less than 0.5 and greater than 0.2, brings this significant improvement in the cushioned load peaks. There are also optimal conditions in relation to zone S , in which the screwdriver bit shears off when its material load limit is exceeded, especially if the sudden torsion is too great.
Zum Eindrehen der Kreuzschlitzschraube 2 wird der Schrauben drehereinsatz 1 derart angesetzt, daß seine Schraubendreher spitze 7 formschlüssig in den Kreuzschlitz 6 der Kreuz schlitzschraube eingreift. Treten während des Einschraubens der Kreuzschlitzschraube größere Energiespitzen auf, hervor gerufen z.B. durch einen schnellen Gegen-Kraftanstieg an der Schraube, so führt dieses zu einer noch im elastischen Be reich bleibenden Torsion des Zwischenabschnittes 10, vornehm lich auf dessen Bereich T. Dessen Torsions-Widerstandsmoment ist auch kleiner als das Widerstandsmoment gegen Verformung im Schraubendreherspitzen-Abschnitt 9. Große Energiespitzen werden demgemäß eliminiert, so daß die Schraubendreherspitze 7 vor zu großer Belastung geschont bleibt verbunden mit einer erhöhten Lebensdauer.To screw in the Phillips screw 2 , the screwdriver bit 1 is set in such a way that its screwdriver tip 7 engages positively in the Phillips 6 of the Phillips screw. If larger energy peaks occur during screwing in of the Phillips screw, caused, for example, by a rapid increase in counterforce on the screw, this leads to a torsion of the intermediate section 10 that remains rich in elastic loading, primarily on its area T. Its torsional section modulus is also smaller than the section modulus in the screwdriver tip section 9 . Large energy peaks are accordingly eliminated, so that the screwdriver tip 7 is protected from excessive stress combined with an increased service life.
Die in Fig. 3 veranschaulichte zweite Ausführungsform des Schraubendrehereinsatzes 18 entspricht weitgehend der vorbe schriebenen Ausgestaltung. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen. Abweichend von der ersten Ausführungsform geht nun vom Mehrkantabschnitt 11 eine Axial höhlung 19 aus, die sich über den Zwischenabschnitt 10 er streckt und vor dem Spitzenabschnitt 9 bzw. der Zone S en det. Auf diese Weise erhält man eine Änderung bzw. Anpas sungsmöglichkeit für das Torsions-Widerstandsmoment des Zwischenabschnitts 10, so daß eine Torsion desselben eventu ell schon bei sehr geringer Belastung auftritt. Eine Variati on kann man bei einer solchen Ausführungsform dadurch erhal ten, daß im Durchmesser unterschiedlich große Axialhöhlungen gewählt werden.The second embodiment of the screwdriver bit 18 illustrated in FIG. 3 largely corresponds to the configuration described above. The same components are therefore provided with the same reference numbers. Deviating from the first embodiment, the polygonal section 11 is now an axial cavity 19 , which extends over the intermediate section 10 and extends in front of the tip section 9 or the zone S en. In this way you get a change or adaptation solution for the torsional modulus of the intermediate section 10 , so that torsion of the same eventu ell occurs even at a very low load. A Variati on can be obtained in such an embodiment by selecting different sized axial cavities in diameter.
Weiterhin läßt sich das Torsions-Widerstandsmoment des Zwi schenabschnitts durch seine Form und Querschnittsgröße bestimmen. Es ist daher eine optimale Anpassung an die unter schiedlichsten Gegebenheiten möglich.Furthermore, the torsional moment of resistance of the Zwi section due to its shape and cross-sectional size determine. It is therefore an optimal adaptation to the below different circumstances possible.
Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.All mentioned in the description and in the drawing New features presented are essential to the invention, too unless it is expressly claimed in the claims are.
Claims (7)
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